Die grundlegende Forschung richtete sich auf die Biochemie biotechnisch relevanter Mikroorganismen, die zur Produktion von pharmazeutischen Wirkstoffen genutzt werden. Dabei steht die lebende Zelle im Vordergrund und zwei wichtige Aufgaben sieht die Forschergruppe:

1. Rekombination von Biosynthesewegen aus Pflanzen in der Hefe

2. Optimierung des biochemischen Netzwerkes, um die Produktionsleistung in genetisch veränderten Hefen zu erhöhen.

Medizinische Pflanzenbiotechnologie

Die Medizinische Pflanzenbiotechnologie konzentriert sich auf die Produktion bioaktiver Verbindungen natürlichen Ursprungs mit Hilfe von Pflanzenzellkulturen und Pflanzen. Neben der phytochemischen Analyse werden zunehmend molekularbiologische Techniken eingesetzt, um Einblicke in die Biosynthesewege zu gewinnen und die Bildung bioaktiver Verbindungen zu steuern (Pathway Engineering).

Metabolische Profilerstellung und Metabolomik

Die Metabolomics- und Metabolic-Profiling-Forschung konzentriert sich auf biotechnologisch hergestellte rekombinante niedermolekulare Naturstoffe wie sekundäre Naturstoffe in heterologen Mikroorganismen. Biologische Systeme werden eingesetzt, um eine molekulare Vielfalt zu erzeugen, die für die Entdeckung von Leitstrukturen in der Arzneimittelforschung von größter Bedeutung ist. Sowohl die natürliche Vielfalt, z. B. in Pflanzenzellen, als auch die gerichtete Vielfalt, z. B. die gerichtete Evolution, werden untersucht. Bei Pflanzen und Mikroorganismen, bei denen die Stoffwechselwege manipuliert wurden, werden der Stofffluss und der Fluss relevanter Vorläuferstoffe analysiert, um Strategien für die Umleitung von Vorläuferstoffen, die Erkennung von Stoffwechselengpässen und die optimale Ausrichtung von Vorläuferstoffen in In-vitro-Bioreaktorsystemen zu entwickeln. Metabolische Profilerstellung und metabolomische Analysen werden mittels LC-MS, HPLC-NMR und 2D-H-NMR durchgeführt.

Metabolic Engineering, Kombinatorische Biosynthese und Pflanzenbiochemie

Darüber hinaus ist dieses Forschungsgebiet von hoher Relevanz, um die Forschung auf dem Gebiet der Biochemie und Biosynthese von medizinisch genutzten Naturstoffen zu unterstützen. In der Forschungslinie der kombinatorischen Biosynthese sind Biosynthesewege von Naturprodukten von Interesse, deren Isolierung kompliziert ist oder die aufgrund der begrenzten Menge und der hohen Nachfrage zu teuer sind (wie Cannabinoide).  Die kombinatorische Biosynthese ist ein Instrument zur Gewinnung neuartiger Naturstoffe sowie zur Herstellung seltener und teurer Naturstoffe. Das Grundkonzept der künftigen Forschung in diesem Bereich ist, Stoffwechselwege in verschiedenen Organismen auf genetischer Ebene zu kombinieren. Das Hauptproblem bei der kombinatorischen Biosynthese ist, dass die meisten Biosynthesewege auf genetischer Ebene noch immer schlecht verstanden sind, da nur wenige Gene, die an der Regulierung und Biosynthese in Pflanzen beteiligt sind, sequenziert und funktionell aufgeklärt wurden.